[论文解读] Multifragmentation Studies in 84Kr Interactions with Nuclear Emulsion at around 1 A GeV

V. Singh, S. K. Tuli+3 more|ArXiv.org|Dec 22, 2004

Nuclear physics research studies被引用 3

一句话总结

本研究利用光学显微镜与轨迹扫描技术，对约1 A GeV能量下 84Kr 与核乳胶的相互作用中的多碎片化现象进行了研究。结果表明，中间质量碎片（IMF）的产生具有显著的发射体质量依赖性，其电荷分布符合反幂律形式，与临界点附近的液-气相变行为一致，表明多碎片化是一种低能重离子现象。

ABSTRACT

Projectile fragmentation of 84Kr in three different energy intervals has been studied. Many aspects of multifragmentation process have been examined in depth. It is observed that multifragmentation is a general low energy phenomenon associated with heavy beam. The number of Intermediate-Mass-Fragments (IMF's) shows strong projetile mass dependence.

研究动机与目标

• 研究约1 A GeV能量下相对论性 84Kr 与核乳胶相互作用中的多碎片化过程。
• 考察中间质量碎片（IMF）产额对发射体质量和束流能量的依赖性。
• 分析发射体碎片的电荷分布，并检验其是否呈现与临界现象相关的幂律行为。
• 将结果与类似能量下更重的束流（139La、197Au、238U）进行比较，以评估体系尺寸效应。

提出的方法

• 在德国达姆施塔特GSI的SIS装置上，使用约1 A GeV的 84Kr 束流照射核乳胶堆叠（NIKFI BR2）。
• 利用油浸物镜（100倍放大）对束流轨迹进行扫描，并采用数字化读出，以确保事件选择无偏。
• 通过斑点/间隙密度（Z < 10）、次级电子密度（Z ≤ 19）以及较重碎片的射程/宽度比较，估算碎片电荷，精度为±1单位。
• 将事件划分为三个能量区间（A：0.95–0.80 A GeV，B：0.80–0.50 A GeV，C：<0.50 A GeV）以进行能量依赖性分析。
• 对α碎片多重性分布进行高斯函数拟合，并计算累积矩（Cq）以探测关联结构。
• 将电荷分布拟合为反幂律 f(Z) ∝ Z^τ，以评估临界行为并与理论模型比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 84Kr 相互作用中中间质量碎片（IMF）的多重性如何随束流能量和发射体质量变化？
• RQ2 发射体碎片电荷分布的函数形式为何？其是否符合指示临界现象的幂律？
• RQ3 84Kr 中的多碎片化行为与类似能量下更重的束流（139La、197Au、238U）相比，其定量差异如何？
• RQ4 是否存在多碎片化过程中液-气相变的证据，如碎片产额的幂律标度所提示的那样？
• RQ5 幂律分布 f(Z) ∝ Z^τ 的指数 τ 如何随束流能量和发射体质量变化？

主要发现

• 在全部1100个事件中，Z ≥ 3 碎片的平均多重性（&lt;Nf&gt;）为1.21 ± 0.04，α碎片的平均多重性（&lt;Nα&gt;）为2.03 ± 0.06。
• α碎片多重性呈高斯分布，宽度为8.76，且存在延伸至11的尾部，表明存在高多重性事件。
• 累积矩 Cq 随 q 增加而上升，表明高阶相关性更强，尽管统计量限制了结论的确定性。
• 对于 84Kr，幂律 f(Z) ∝ Z^τ 的指数 τ 为 -2.45 ± 0.16（Z = 1 至 Zb/2）和 -1.49 ± 0.09（Z = 3 至 Zb/2），与临界现象一致。
• τ 随束流能量增加而增大（例如，在 0.50–0.70 A GeV 时 τ = -1.90 ± 0.21，而在 0.80–0.95 A GeV 时 τ = -2.05 ± 0.13），表明高能下碎片化增强。
• 更重的束流（238U、197Au、139La）在类似能量下表现出系统性更高的 τ 值，表明重系统中具有更强的碎裂倾向。